JP2012125660A - Vacuum cleaner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、家庭用もしくは業務用の床移動型の自走機構を備えた電気掃除機に関するものである。 The present invention relates to a vacuum cleaner provided with a floor moving type self-propelled mechanism for home use or business use.
使用者が床移動型電気掃除機で掃除床面を掃除する際の本体引き回し(引張り)力を低減する自走機構を備えた電気掃除機の発明には、過去次のようなものがある。 The invention of the electric vacuum cleaner provided with the self-propelled mechanism for reducing the main body drawing (pulling) force when the user cleans the cleaning floor with the floor moving type vacuum cleaner includes the following.
例えば、下記特許文献1に開示されたものは、電動送風機およびこの電動送風機の吸気側に連通する集塵室を内部に設けるとともにこの集塵室に連通する接続口を外面部に設けた電気掃除機本体と、この電気掃除機本体の接続口に一端部が接続されるとともに手元把持部を他端側に有するホースと、前記掃除機本体に設けられこの掃除機本体を被掃除面上で移動可能とする走行手段と、前記掃除機本体に設けられ前記走行手段を駆動する駆動手段と、前記ホースに加えられる引張力を検出する検出手段と、この検出手段の検出信号に応じて前記駆動手段を制御する駆動制御手段とを備え、この駆動制御手段は、前記ホースに加えられる引張力が大きいほど、
(1)前記駆動手段による走行手段の駆動速度をより大きくするように制御することで、使用者は、電気掃除機のホースを強く引けば長い距離を移動させ、ホースを軽く引けば少しだけ移動させることができる、
(2)前記駆動手段による走行手段の駆動時間をより短くし、かつ、駆動速度をより大きくするように制御することで、ホースを引っ張った時に掃除機本体が移動する距離を引張力によらず同じ位にすることができる、
というもので、使用者の歩行に対する追従性が向上するというものである。
For example, what is disclosed in
(1) By controlling the driving means to increase the driving speed of the driving means, the user moves a long distance by strongly pulling the hose of the vacuum cleaner, and moves a little by slightly pulling the hose. Can be,
(2) By controlling so that the driving time of the traveling means by the driving means is shortened and the driving speed is increased, the distance that the cleaner body moves when the hose is pulled is independent of the tensile force. Can be the same,
That is, the followability of the user to walking is improved.
また、下記特許文献2に開示されたものは、走行ローラと、前記走行ローラの前進方向の回転に追随して回転し、周縁部に多数のスリットが穿設された円盤と、前記走行ローラに連結された駆動モータと、前記スリットに臨み前記円盤の両側に配設されたフォトダイオード及びフォトトランジスタと、前記円盤の回転により発生する前記フォトトランジスタからのパルス信号を入力して前記駆動モータを駆動するとともに、その駆動時間を制御する駆動モータ駆動部とを備えるようにすることで、例えばホースを一時的に引張って掃除機本体を少し移動させると、その移動量に応じて走行ローラ、すなわち円盤が回転し、その回転速度をフォトトランジスタが感知してその回転速度(即ち使用者がホースを引張る力に)に応じて駆動モータ制御回路が駆動モータの駆動とその駆動時間を制御し、走行ローラを前進回転させると共に走行距離を加減することで、使用者の歩行に対する追従性が向上するというものである。
Further, what is disclosed in the following
一般的な家庭には、コタツや机・椅子等の家具があり、床移動型電気掃除機を引き回すと多かれ少なかれそれらの家具に本体が引っ掛ることがある。そのような引っ掛りが発生した場合に使用者は、例えばホースを思い切り力尽くで引っ張って本体を障害物から離脱させるか、或いは引っ掛っている本体のそばまで行って手や足で本体を移動させて引っ掛
りの原因となっている障害物から離脱させることがある。使用者にとって前述したような引っ掛り状態を解除する煩わしさは、通常の本体引き回しでの疲労感(使勝手の悪さ)と共に解消されることが望まれているものである。
In general households, there are furniture such as kotatsu, desks, chairs, etc. When the floor-moving type electric vacuum cleaner is routed, the main body may be more or less caught on those furniture. When such a catch occurs, the user pulls the hose with all the effort, for example, to remove the main body from the obstacle, or moves to the side of the main body that is caught and moves the main body with hands or feet. It may be caused to disengage from the obstacle causing the catch. It is desired that the troublesomeness of releasing the hooked state as described above for the user should be eliminated together with the tiredness (badness of usability) in normal body routing.
従来の自走機構を備えた電気掃除機を使用中に前述した引っ掛りが発生した場合、使用者が気づかずにホースを引っ張ると、制御手段はホースの引張り力(或いは本体の僅かな移動)を検知して駆動モータを駆動することになるので、走行ローラと床面とのグリップ力によって走行ローラが空回りしたり或いは走行ローラの回転が拘束(駆動モータ拘束)状態で駆動モータに通電されることになるが、走行ローラの空転は違和感・不快感の持たれる所であり、更に駆動モータの拘束状態での通電は、モータや駆動力伝達系の強度・耐久性確保の課題ともなっている。 When the above-mentioned catch occurs while using a conventional vacuum cleaner equipped with a self-propelled mechanism, if the user pulls the hose without noticing it, the control means will pull the hose (or a slight movement of the main body). Therefore, the driving motor is driven, and the driving roller is idled by the grip force between the driving roller and the floor surface, or the driving motor is energized with the rotation of the driving roller being constrained (driving motor constrained). However, the idling of the traveling roller is uncomfortable and uncomfortable, and energization in a restrained state of the drive motor is also a problem for ensuring the strength and durability of the motor and the drive force transmission system.
これらの課題を解決するために研究を重ねていくと、電気掃除機本体が障害物に引っ掛ったことを検知する必要があること、また、そうして引っ掛りを検知したら引っ掛りを回避するための動きが必要であるこが分かってきた。 When research is repeated to solve these problems, it is necessary to detect that the main body of the vacuum cleaner is caught by an obstacle, and if it is detected, it will be avoided. It has become clear that there is a need for movement.
前記従来の課題を解決するために本発明の電気掃除機は、駆動モータに連結する走行ローラと、電動送風機及び集塵機能を有する本体と、前記本体に連結するホースと、前記ホースの引張り力を検出する引張り力検知手段からの信号に応じて前記駆動モータを駆動して前記本体を走行制御する制御手段を備えると共に、前記本体の移動を阻止する障害物を検知する障害物検知手段を備え、制御手段は引張り力検知手段と障害物検知手段からの信号に応じて、本体を所定時間TP又は所定距離LPだけ前進又は後進するよう駆動モータを駆動制御しており、ホースの引張り力の有り/無しに対応した引張り力検知手段出力信号をH1/H2とし、障害物との接触有り/無しに対応した障害物検知手段出力信号をB1/B2とした場合に、前記制御手段は、前記出力信号が、「H1且つB1」(以下、状態M1と称す)であれば停止となるように、「H2且つB2」(以下、状態M2と称す)であれば停止となるように、「H1且つB2」(以下、状態M3と称す)であれば前進となるように、「H2且つB1」(以下、状態M4と称す)であれば後進となるように、それぞれ前記駆動モータを駆動制御しており、前記制御手段は、状態M3、状態M4が連続して成立している時間を計測する計時手段を備え、状態M3、状態M4が連続して成立している時間が、所定時間TLを超えた場合には、前記駆動モータを停止するように制御するようにした。 In order to solve the above-described conventional problems, the vacuum cleaner of the present invention includes a traveling roller connected to a drive motor, a main body having an electric blower and a dust collecting function, a hose connected to the main body, and a tensile force of the hose. In addition to the control means for driving the drive motor in response to a signal from the tensile force detection means to detect and controlling the travel of the main body, the obstacle detection means for detecting an obstacle that prevents the movement of the main body, The control means drives and controls the drive motor so as to move the main body forward or backward for a predetermined time TP or a predetermined distance LP in accordance with signals from the tensile force detection means and the obstacle detection means. When the tensile force detection means output signal corresponding to absence is set to H1 / H2, and the obstacle detection means output signal corresponding to presence / absence of contact with the obstacle is set to B1 / B2, the above control is performed. The means stops when the output signal is “H1 and B1” (hereinafter referred to as state M1), and stops when the output signal is “H2 and B2” (hereinafter referred to as state M2). In addition, each of the drive motors moves forward when “H1 and B2” (hereinafter referred to as state M3) and reverse when “H2 and B1” (hereinafter referred to as state M4). The control means includes time measuring means for measuring the time when the state M3 and the state M4 are continuously established, and the time when the state M3 and the state M4 are continuously established is When the predetermined time TL is exceeded, the drive motor is controlled to stop.
まず使用者によってホースが引張られると、引張り検知手段で検知される。制御手段は引張り検知手段からの信号に応じて、電気掃除機本体が所定時間TP又は所定距離LP前進するよう駆動モータを駆動する。この制御動作によって使用者が電気掃除機本体を引き回す労力を低減することができる。次に例えば、電気掃除機本体が前進走行中に家具等に引っ掛ると障害物検知手段で検知する。制御手段は障害物検知手段からの信号に応じて、電気掃除機本体が所定時間TP又は所定距離LP後進するよう駆動モータを駆動する。この制御動作によって前進を阻害する障害物から電気掃除機本体を離脱即ち引っ掛りを解除することができる。 First, when the hose is pulled by the user, it is detected by the tension detecting means. The control means drives the drive motor in accordance with a signal from the tension detection means so that the main body of the vacuum cleaner advances by a predetermined time TP or a predetermined distance LP. This control operation can reduce the labor for the user to draw the main body of the vacuum cleaner. Next, for example, when the main body of the vacuum cleaner is caught on furniture or the like while traveling forward, it is detected by the obstacle detection means. The control means drives the drive motor according to the signal from the obstacle detection means so that the main body of the vacuum cleaner moves backward for a predetermined time TP or a predetermined distance LP. By this control operation, the main body of the vacuum cleaner can be detached from the obstacle that hinders forward movement, that is, the hook can be released.
本発明の電気掃除機によれば、本体引き回しの労力を低減すると共に本体引き回し(走行)中の引っ掛り状態から容易に回避する快適な自走機構を備えた電気掃除機を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the vacuum cleaner of this invention, the vacuum cleaner provided with the comfortable self-propelled mechanism which avoids easily from the catching state during main body routing (running) while reducing the effort of main body routing can be provided.
第1の発明は、駆動モータに連結する走行ローラと、電動送風機及び集塵機能を有する本体と、前記本体に連結するホースと、前記ホースの引張り力を検出する引張り力検知手段からの信号に応じて前記駆動モータを駆動して前記本体を走行制御する制御手段を備えると共に、前記本体の移動を阻止する障害物を検知する障害物検知手段を備え、制御手段は引張り力検知手段と障害物検知手段からの信号に応じて、本体を所定時間TP又は所定距離LPだけ前進又は後進するよう駆動モータを駆動制御しており、ホースの引張り力の有り/無しに対応した引張り力検知手段出力信号をH1/H2とし、障害物との接触有り/無しに対応した障害物検知手段出力信号をB1/B2とした場合に、前記制御手段は、前記出力信号が、「H1且つB1」(以下、状態M1と称す)であれば停止となるように、「H2且つB2」(以下、状態M2と称す)であれば停止となるように、「H1且つB2」(以下、状態M3と称す)であれば前進となるように、「H2且つB1」(以下、状態M4と称す)であれば後進となるように、それぞれ前記駆動モータを駆動制御しており、前記制御手段は、状態M3、状態M4が連続して成立している時間を計測する計時手段を備え、状態M3、状態M4が連続して成立している時間が、所定時間TLを超えた場合には、前記駆動モータを停止するように制御する自走機構を備えた電気掃除機とするものである。 According to a first aspect of the present invention, a traveling roller connected to a drive motor, an electric blower and a main body having a dust collecting function, a hose connected to the main body, and a signal from a tensile force detecting means for detecting a tensile force of the hose And a control means for driving the main body by driving the drive motor, and an obstacle detection means for detecting an obstacle for preventing the movement of the main body. The control means includes a tensile force detection means and an obstacle detection. Depending on the signal from the means, the drive motor is driven and controlled so that the main body moves forward or backward for a predetermined time TP or a predetermined distance LP, and an output signal of the tensile force detection means corresponding to the presence / absence of the tensile force of the hose is output. When the obstacle detection means output signal corresponding to presence / absence of contact with the obstacle is B1 / B2, the control means indicates that the output signal is “H1 and B "H1 and B2" (hereinafter referred to as state M3) so as to stop if "H2 and B2" (hereinafter referred to as state M2). The drive motor is driven and controlled so as to move forward if it is "H2 and B1" (hereinafter referred to as state M4). Time measuring means for measuring the time when the state M3 and the state M4 are continuously established is provided, and when the time when the state M3 and the state M4 are continuously established exceeds a predetermined time TL, the driving is performed. The vacuum cleaner is provided with a self-propelled mechanism for controlling the motor to stop.
使用者によってホースが引張られると、引張り検知手段で検知される(引張り力検知手段の構成としては、例えば特開平4−92634号公報の図4、図5、図10を参照)。制御手段は引張り検知手段からの信号に応じて、電気掃除機本体が所定時間TP又は所定距離LP前進するよう駆動モータを駆動する。この制御動作によって使用者が電気掃除機本体を引き回す労力を低減することができる。次に例えば、電気掃除機本体が前進自走中に家具等に引っ掛ると障害物検知手段がその引っ掛り(接触)を検知する。制御手段は障害物検知手段からの信号に応じて、電気掃除機本体が所定時間TP又は所定距離LP後進するよう駆動モータを駆動する。この制御動作によって前進を阻害する障害物から電気掃除機本体を離脱即ち引っ掛りを解除することができるため、使用者は引っ掛りの発生している電気掃除機本体の近くまで行って本体を手や足で移動させたり障害物を移動させたりする手間を低減できる。 When the hose is pulled by the user, it is detected by the tension detecting means (for example, see FIGS. 4, 5, and 10 of JP-A-4-92634 for the structure of the tensile force detecting means). The control means drives the drive motor in accordance with a signal from the tension detection means so that the main body of the vacuum cleaner advances by a predetermined time TP or a predetermined distance LP. This control operation can reduce the labor for the user to draw the main body of the vacuum cleaner. Next, for example, when the main body of the vacuum cleaner is caught on furniture or the like while traveling forward, the obstacle detection means detects the catch (contact). The control means drives the drive motor according to the signal from the obstacle detection means so that the main body of the vacuum cleaner moves backward for a predetermined time TP or a predetermined distance LP. This control action allows the vacuum cleaner body to be released from the obstacles that obstruct the forward movement, that is, to release the catch, so that the user can go near the vacuum cleaner body where the catch has occurred and manually hold the body. It is possible to reduce the time and effort required to move the object with a foot or an obstacle.
また、第1の発明は、制御手段が、ホースの引張り力の有り/無しに対応した引張り力検知手段出力信号をH1/H2とし、障害物との接触有り/無しに対応した障害物検知手段出力信号をB1/B2とした場合に、前記出力信号が、「H1且つB1」(以下、状態M1と称す)であれば停止となるように、「H2且つB2」(以下、状態M2と称す)であれば停止となるように、「H1且つB2」(以下、状態M3と称す)であれば前進となるように、「H2且つB1」(以下、状態M4と称す)であれば後進となるように、それぞれ駆動モータを駆動制御することを特徴とするものである。 In the first invention, the control means sets the output signal of the tensile force detection means corresponding to presence / absence of the tension force of the hose to H1 / H2, and the obstacle detection means corresponds to presence / absence of contact with the obstacle. When the output signal is B1 / B2, if the output signal is “H1 and B1” (hereinafter referred to as state M1), it will be stopped, and “H2 and B2” (hereinafter referred to as state M2). ) To stop, “H1 and B2” (hereinafter referred to as state M3) to advance, and “H2 and B1” (hereinafter referred to as state M4) to reverse. As described above, the drive motors are respectively drive-controlled.
状態M1は、制御手段で引張り力検知手段の信号と障害物検知手段からの信号共に検知している場合即ち電気掃除機本体が使用者によって引張られていて且つ電気掃除機本体が障害物(家具等)と接触(衝突)している場合で、例えば使用者がホースを引張って移動中に電気掃除機本体が障害物(家具等)に接触(衝突)している場合である。そのような条件の場合には制御手段は駆動モータを停止制御する。 In the state M1, the control means detects both the signal of the tensile force detection means and the signal from the obstacle detection means, that is, the vacuum cleaner body is pulled by the user and the vacuum cleaner body is an obstacle (furniture). Etc.), for example, when the user pulls the hose and the electric vacuum cleaner main body is in contact (impact) with an obstacle (such as furniture). In such a condition, the control means controls to stop the drive motor.
状態M2は、制御手段で引張り力検知手段の信号及び障害物検知手段の信号共に検知さ
れていない即ち電気掃除機本体が使用者によって引張られていなく且つ電気掃除機本体が障害物(家具等)と接触(衝突)していない場合で、例えば使用者がほぼ低位置で床面を掃除している場合である。そのような条件の場合には制御手段は駆動モータを停止制御する。
In the state M2, neither the signal of the tensile force detection means nor the signal of the obstacle detection means is detected by the control means, that is, the vacuum cleaner body is not pulled by the user and the vacuum cleaner body is an obstacle (furniture etc.) This is a case where the user is cleaning the floor surface at a substantially low position, for example. In such a condition, the control means controls to stop the drive motor.
状態M3は、制御手段は引張り力検知手段の信号を検知し障害物検知手段からの信号は検知していない場合即ち電気掃除機本体が使用者によって引張られていて且つ電気掃除機本体が障害物(家具等)と接触(衝突)していない場合で、例えば使用者がホースを引張ってスムーズに移動している場合である。そのような条件の場合には制御手段は駆動モータを所定時間TP又は所定距離LPだけ前進制御する。 In the state M3, the control means detects the signal of the tensile force detection means and does not detect the signal from the obstacle detection means, that is, the vacuum cleaner body is pulled by the user and the vacuum cleaner body is the obstacle. This is the case where the user is not in contact (collision) with (furniture, etc.), for example, when the user is moving smoothly by pulling the hose. In such a condition, the control means advances the drive motor forward by a predetermined time TP or a predetermined distance LP.
状態M4は、制御手段で引張り力検知手段の信号を検知していない且つ障害物検知手段からの信号を検知している場合即ち電気掃除機本体が使用者によって引張られていない且つ電気掃除機本体が障害物(家具等)と接触(衝突)している場合で、例えば使用者がホースを引張って移動して電気掃除機本体が障害物(家具等)と接触(衝突)したために、ホースを引張ることを止めた場合である。そのような条件の場合には制御手段は駆動モータを所定時間TP又は所定距離LPだけ後進制御する。 In the state M4, when the signal of the tensile force detection means is not detected by the control means and the signal from the obstacle detection means is detected, that is, the vacuum cleaner body is not pulled by the user and the vacuum cleaner body Is in contact (impact) with an obstacle (furniture, etc.). For example, the user pulls the hose and moves to contact (impact) the main body of the vacuum cleaner with the obstruction (furniture, etc.). This is when the tension is stopped. Under such conditions, the control means reversely controls the drive motor by a predetermined time TP or a predetermined distance LP.
さらに、第1の発明は、制御手段が、状態M3、状態M4が連続して成立している時間を計測する計時手段を備え、状態M3、状態M4が連続して成立している時間が、所定時間TLを超えた場合には、駆動モータを停止するように制御することを特徴とするものである。 Further, the first invention is provided with a time measuring means for measuring the time when the state M3 and the state M4 are continuously established, and the time when the state M3 and the state M4 are continuously established. When the predetermined time TL is exceeded, the drive motor is controlled to stop.
状態3、状態4が連続して成立している期間が所定時間を超えた場合には、駆動モータの空転による駆動ローラでの床面損傷を回避或いは、駆動モータロック(拘束)による過熱・劣化を防止する等、電気掃除機の信頼性低下を防止できるようになる。
When the period in which
第2の発明は、第1の発明の制御手段が、状態M4と、状態M4以外の条件とが、所定時間TA内で繰り返し発生する回数を計数可能な計数手段を備え、計数した回数が、所定回数NAを超えた場合、前記制御手段は、状態M4による後進時間又は後進距離が長くなるように、変更制御する特徴を備えた電気掃除機とするものである。 According to a second invention, the control means of the first invention comprises a counting means capable of counting the number of times that the state M4 and conditions other than the state M4 occur repeatedly within a predetermined time TA, and the number of times counted is When the predetermined number of times NA is exceeded, the control means is a vacuum cleaner having a feature of performing change control so that the reverse time or reverse distance according to the state M4 becomes long.
状態M4は、制御手段で引張り力検知手段の信号を検知していない且つ障害物検知手段からの信号を検知している場合即ち電気掃除機本体が使用者によって引張られていない且つ本体が障害物(家具等)と接触(衝突)している場合で、例えば使用者がホースを引張って移動して本体が障害物(家具等)と接触(衝突)したために、ホースを引張ることを止めた場合等である。そのような条件の場合には制御手段は駆動モータを所定時間TP又は所定距離LPだけ後進するよう駆動モータを駆動する。この制御動作によって前進を阻害する障害物から電気掃除機本体を離脱即ち引っ掛りを解除しようとするが、その後ホースの引張り力を検出する引張り検知手段からの信号を検知(状態M3が成立)すると、制御手段は再び駆動モータを前進制御する。このとき再び障害物検知手段からの信号を制御手段で検知(状態M4が成立)すると、駆動モータを後進制御することになる。ところで、後進して障害物から離脱ができたとしても本来目的とする障害物の「回避」がうまく行かない場合などは、結局前進・後進を繰り返す(状態M4と状態M4以外の条件を繰り返す)ことになる。制御手段は計数手段で所定時間TA内で所定回数NA回以上状態M4と状態M4以外の条件が繰り返されたことを計数した場合、以降状態M4による後進時間(又は後進距離)を長くするよう制御動作を変えて障害物を「回避」できるように駆動制御する。 In the state M4, when the signal of the tensile force detection means is not detected by the control means and the signal from the obstacle detection means is detected, that is, the vacuum cleaner body is not pulled by the user and the body is an obstacle. When it is in contact (collision) with (furniture, etc.), for example, when the user pulls and moves the hose and the main body comes into contact (collision) with an obstacle (furniture, etc.) and stops pulling the hose Etc. In such a condition, the control means drives the drive motor to move the drive motor backward by a predetermined time TP or a predetermined distance LP. By this control operation, the main body of the vacuum cleaner is released from the obstacle that obstructs the forward movement, that is, the hook is released, but when a signal from the tension detecting means for detecting the pulling force of the hose is detected (state M3 is established). The control means again controls the drive motor to advance. At this time, when the signal from the obstacle detection means is detected again by the control means (state M4 is established), the drive motor is reversely controlled. By the way, even if it is possible to move backward and move away from the obstacle, if the “avoidance” of the originally intended obstacle is not successful, the forward / backward movement is eventually repeated (conditions other than the state M4 and the state M4 are repeated). It will be. When the control means counts that the conditions other than the state M4 and the state M4 are repeated a predetermined number of times NA within the predetermined time TA, the control means controls to increase the reverse time (or reverse distance) according to the state M4 thereafter. Drive control so that obstacles can be "avoided" by changing the operation.
第3の発明は、第1または第2の発明の障害物検知手段が、本体のホース連結部近傍及
び/又は本体前面部近傍に設けられたバンパが、障害物と接触して変位する変位量を検出することで、状態変化し、前記状態変化を障害物検知信号として制御手段へ出力する電気掃除機とするものである。
According to a third aspect of the present invention, the obstacle detecting means according to the first or second aspect of the present invention is a displacement amount in which a bumper provided in the vicinity of the hose connecting portion of the main body and / or in the vicinity of the front surface of the main body is in contact with the obstacle. By detecting this, the state changes, and the vacuum cleaner outputs the state change as an obstacle detection signal to the control means.
床移動型電気掃除機をホースを引張りながら移動させる場合に引っ掛りが発生する部位は、多くの場合ホース連結部近傍及び/又は本体前面部近傍の外郭である。その外郭部近傍には硬質・軟質等様々な材質で障害物(家具等)及び本体への傷つき防止のためにバンパが構成されている。スイッチ手段はバンパが障害物に接触(衝突)して変形・変位することで状態が変化し、その変化を障害物検知信号として制御手段へ出力する。制御手段は前記障害物検知信号に応じて電気掃除機本体が所定時間TP又は所定距離LP後進するよう駆動モータを駆動する。この制御動作によって前進を阻害する障害物から電気掃除機本体を離脱即ち引っ掛りを解除することができるため、使用者は引っ掛りの発生している電気掃除機本体の近くまで行って本体を手や足で移動させたり障害物を移動させたりする手間を低減できる。 When the floor-moving type vacuum cleaner is moved while pulling the hose, the portion where the hook is generated is often in the vicinity of the hose connecting portion and / or the front portion of the main body. In the vicinity of the outer shell, a bumper is formed of various materials such as hard and soft to prevent damage to the obstacle (furniture, etc.) and the main body. The switch means changes its state when the bumper contacts (impacts) the obstacle and deforms / displaces, and outputs the change as an obstacle detection signal to the control means. The control means drives the drive motor according to the obstacle detection signal so that the main body of the vacuum cleaner moves backward for a predetermined time TP or a predetermined distance LP. This control action allows the vacuum cleaner body to be released from the obstacles that obstruct the forward movement, that is, to release the catch, so that the user can go near the vacuum cleaner body where the catch has occurred and manually hold the body. It is possible to reduce the time and effort required to move the object with a foot or an obstacle.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment.
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態を、図1〜図5を参照しながら説明する。図1は本実施の形態1における電気掃除機の概観図、図2は同電気掃除機本体の内部構成ブロック図、図5は電気掃除機の回路構成ブロック図である。
(Embodiment 1)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a general view of the vacuum cleaner according to the first embodiment, FIG. 2 is an internal configuration block diagram of the vacuum cleaner body, and FIG. 5 is a circuit configuration block diagram of the vacuum cleaner.
電気掃除機本体(以下、本体と称す)1には、吸引風を発生する電動送風機2と塵埃を集塵する集塵部3が内蔵されている。電動送風機2の回転により塵埃を吸い込む空気の流れが発生すると、吸込み具7より被掃除面上の塵埃が吸い込まれ、延長管6、ホース4、を経て本体1の中に入り、集塵部3で捕集される。塵埃を運んできた空気は集塵部3を通過して本体1より外に排気される。ホース4の先端部分には使用者が掃除作業を行う場合の把持部(手元グリップ5)が備えられている。手元グリップ5には、電動送風機2の運転モード(強・中・弱等)を設定可能な操作手段8が設けられており、操作手段8によって設定された運転モードは制御手段20で検知され、制御手段20は電動送風機駆動手段31によって電動送風機2を設定された運転モードで運転する。
An electric vacuum cleaner main body (hereinafter referred to as a main body) 1 includes an
本体1の底部前方(ホース取付け側)には一輪のキャスタ9、後方には2つの走行ローラ10を配置している。走行ローラ10は、図2に示す駆動モータ14による駆動が、減速手段13、クラッチ機構16、駆動軸15に伝わることで回転し、電気掃除機本体1を前方(ホース取付け側)方向及び/又は後方に走行移動可能に構成されている。
A single caster 9 is disposed in front of the bottom of the main body 1 (on the hose attachment side), and two traveling
本体1の前方のホース取付け部近傍には、コイルバネ22で本体1の外側に付勢されるバンパ21が設けてあり、家具等の障害物に接触(衝突)した場合はバンパ21が本体1の内部側に押されて障害物検知手段23(スイッチ手段)が閉路(前記閉路信号によって制御手段20は障害物へ接触したことを検知)し、障害物から離脱すれば、コイルバネ22の付勢力によりバンパ21は本体1の外側(元の位置に)戻り、障害物検知手段23が開路(前記開路信号によって制御手段20は障害物から離脱したことを検知)する。
A
次に使用者の引張り力を検知する概要動作について、図3と図4を用いて説明する。使用者が床面等の掃除機がけ作業に伴い手元グリップ部5を持ちながら前進移動(図3(a)のY方向)すると、ホース4は図3(a)の状態から図3(b)の状態になる。この時、ホース4には使用者の手による力と本体1の自重で引っ張り力が発生し、その引っ張り力は本体1のホース接続部24に加わる。図4は本実施の形態のホース接続部及び引張り
検知手段周辺の構成図である。ホース4が前上方向に引っ張られるとコイルバネ25が縮むと共に引張り検知手段26(スイッチ手段)が閉路するよう構成している(前記閉路信号によって、制御手段20は引張り力が加えられたことを検知)。前記コイルバネ25のバネ定数は、検知狙いの引張り力の設定に関わるものであることは言うまでも無い。ホース4から引張り力が無くなると、コイルバネ25の付勢力でホース接続部24が本体1内に戻り、引張り検知手段26が開路して元の位置(図3(a))に戻る(前記開路信号によって制御手段20はホース4への引張り力が無くなったことを検知)。
Next, an outline operation for detecting the user's tensile force will be described with reference to FIGS. When the user moves forward while holding the hand grip portion 5 in accordance with the vacuuming operation of the floor or the like (Y direction in FIG. 3A), the hose 4 is moved from the state of FIG. 3A to FIG. 3B. It becomes the state of. At this time, a tensile force is generated in the hose 4 by the force of the user's hand and the weight of the
走行ローラ10には、駆動手段19から供給される電力で正・逆転可能に駆動される駆動モータ14と、駆動モータ14の回転出力を減速して駆動軸15を回転駆動する減速手段13と、駆動軸15の回転に合わせて回転して本体1を自走させる。ここで減速手段13は駆動モータ14が停止している時には、駆動軸15が回転(空転)自在になるようクラッチ機構16によって分離されている。駆動モータ14が停止している時には走行ローラ10は、クラッチ機構16によって減速手段13と切り離して軽く回転可能な構成としている。これは、駆動モータ14が停止している時でも使用者が本体1を移動させる場合など、減速手段13のメカ的負荷で走行ローラ10の回転が重くなること等を防止するためのものである。制御手段20は操作手段8からの信号に応じて電動送風機駆動手段31へ位相制御タイミング信号を出力する。電動送風機2は、電動送風機駆動手段31から供給される商用電源30を位相制御した電力で運転される。制御手段20は、Hブリッジ等によって正・負電力出力可能に構成された(図示せず)駆動手段19で駆動モータ14へ電力を供給し、駆動モータ14を正・転逆転可能に制御する。
The traveling
更に、制御手段20は、ホース4の引張り力の有り/無しに対応した引張り検知手段26の出力信号H1/H2(閉路/開路)と、障害物との接触有り/無しに対応した障害物検知手段23の出力信号B1/B2(閉路/開路)とに対して、状態M1[H1、B1]であれば停止、状態M2[H2、B2]であれば停止、状態M3[H1、B2]であれば前進、状態M4[H2、B1]であれば後進、となるよう駆動手段19によって駆動モータ14を駆動制御すると共に、計時手段30によって状態M4の連続成立している時間を計測する。又、制御手段20は計数手段31によって状態M4と状態M4以外の条件とが所定時間TA内で繰り返し発生する回数を計数して、計数手段31で所定回数NA回以上計数した場合、制御手段20は状態M4による後進時間(又は後進距離)を長くするよう変更制御するようにしている。
Further, the control means 20 detects the obstacle corresponding to the presence / absence of contact between the output signal H1 / H2 (closed / open) of the
以上のような各構成要素を備えた電気掃除機について、以下その動作、作用を説明する。状態M2[H2、B2]で本体1が停止している状態で、使用者によってホース4が引っ張られることで引張り検知手段26が動作(状態M3[H1、B2])するとその動作信号を制御手段20で検知し、制御手段20は駆動手段19によって駆動モータ14を回転駆動して本体1を所定時間(又は所定距離)だけ前進自動走行させる。本体1が前進自動走行して使用者に近づくため、ホース4の引っ張り力が解消して引張り検知手段26が開路(状態M2[H2、B2])するため制御手段20駆動手段19を制御して駆動モータ14を停止させる。
About the vacuum cleaner provided with each above components, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below. When the
状態M2[H2、B2]で本体1が停止している状態で、使用者によってホース4が引っ張られることで引張り検知手段26が閉路(状態M3[H1、B2])するとその動作信号を制御手段20で検知し、制御手段20が駆動手段19によって駆動モータ14を回転駆動して本体1を所定時間(又は所定距離)だけ前進自動走行制御の最中に障害物検知手段23が閉路するとそのタイミングによって、状態M1[H1、B1]又は状態M4[H2、B1]となる。制御手段20は、状態M1[H1、B1]の場合(障害物に引っ掛かっているにも関わらず使用者が無理に本体1を引っ張っている場合等)は駆動モータ14を停止させて、駆動手段19や駆動モータ14等の過負荷を回避し、状態M4[H2、
B1]の場合は本体1が後進するよう駆動モータ14を所定時間(又は所定距離)駆動する。ところで、制御手段20は、状態M3及び/又は状態M4が連続して成立している時間Tを計測手段30で計測可能である。制御手段20はホース4の引張り検知手段26や障害物検知手段23がTL以上連続して検知していると、駆動手段19への駆動信号を停止し、電気掃除機本体1の自動走行制御を停止するようにしている。TLは例えば1秒〜3秒程度が良く、更に好ましくは1秒程度が良い。
When the
In the case of B1], the
状態M4は、制御手段20で引張り検知手段26の信号を検知していない且つ障害物検知手段23からの信号を検知している場合、即ち本体1が使用者によって引張られていない且つ本体1が障害物(家具等)と接触(衝突)している場合で、例えば使用者がホース4を引張って移動して本体1が障害物(家具等)と接触(衝突)したために、ホース4を引張ることを止めた場合等である。そのような条件の場合には制御手段20は駆動モータ14を所定時間TP(又は所定距離LP)だけ後進制御するが、何らかの原因で、(1)本体1が後進できずに障害物に接触したままになっている、或いは(2)後進しても障害物が本体1に接触し続けているために障害物検知手段23からの信号が無くならないような場合等は、状態M4が成立し続けることになる。計時手段30は状態M4の成立している時間Tを計測して、状態M4が約1秒程度連続成立している場合、制御手段20は駆動モータ14を停止制御することで駆動モータ14の空転による走行ローラ10での床面損傷を回避或いは、駆動モータ14ロック(拘束)による過熱・劣化を防止する等、電気掃除機の信頼性を確保できるようになる。
In the state M4, when the signal of the tension detection means 26 is not detected by the control means 20 and the signal from the obstacle detection means 23 is detected, that is, the
同様に、状態M3は、制御手段20で引張り検知手段26の信号を検知していて且つ障害物検知手段23からの信号を検知していない場合即ち本体1が使用者によって引張られていて且つ本体1が障害物(家具等)と接触(衝突)していない場合で、例えば使用者がホース4を引張って移動し続けている場合等である。そのような条件の場合には制御手段20は駆動モータを所定時間TP又は所定距離LPだけ前進制御するが、何らかの原因で、(1)本体1が前進できずに例えば検知できない障害物に引っかかっている、或いは(2)前進しても使用者がホース4を引っ張り続けている場合等は引張り検知手段26からの信号が無くならず、状態M3が成立し続けることになる。計時手段30は状態M3の成立している時間Tを計測して、状態M3が約1秒程度連続成立している場合、制御手段20へその計時情報又はタイムアウト情報を送って駆動モータ14を停止制御する。駆動モータ14の空転による走行ローラ10での床面損傷を回避或いは、駆動モータ14のロック(拘束)による過熱・劣化を防止する等、電気掃除機の信頼性低下を防止できるようになる。
Similarly, in the state M3, the control means 20 detects the signal of the tension detection means 26 and does not detect the signal from the obstacle detection means 23, that is, the
更に制御手段20は、状態M4と状態M4以外の条件とが所定時間TA内で繰り返し発生する回数を計数可能な計数手段31を備え、計数手段31が所定回数NA回以上計数した場合、制御手段は状態M4による後進時間又は後進距離を長くするよう変更制御する機能を備えている。所定時間TAは約3秒〜5秒好ましくは3秒が良く、所定回数は3回が良い。状態M4は、制御手段20で引張り検知手段26の信号を検知していない且つ障害物検知手段23からの信号を検知している場合即ち本体1が使用者によって引張られていない且つ本体1が障害物(家具等)と接触(衝突)している場合で、例えば使用者がホース4を引張って移動して本体1が障害物(家具等)と接触(衝突)したために、ホース4を引張ることを止めた場合等である。そのような条件の場合には制御手段20は駆動モータ14を所定時間TP又は所定距離LPだけ後進するよう駆動モータ14を駆動する。この制御動作によって前進を阻害する障害物から本体1を離脱即ち引っ掛りを解除しようとするが、その後ホースの引張り力を検出する引張り検知手段26からの信号を検知(状態M3が成立)すると、制御手段20は再び駆動モータ14を前進制御する。このとき再び障害物検知手段23からの信号を制御手段20で検知(状態M4が成立)すると、駆動モータ14を再び後進制御することになる。ところで、後進して障害物から離脱ができたと
しても本来目的とする障害物の「回避」がうまく行かない場合などは、結局前述したように前進・後進を繰り返す(状態M4と状態M4以外の条件を繰り返す)ことになる。制御手段20は計数手段31で所定時間約3秒内で所定回数3回以上状態M4と状態M4以外の条件が繰り返されたことを計数した場合、以降状態M4による後進時間(又は後進距離)を長くするよう制御動作を変えて障害物を確実に「回避」できるように駆動制御する。
Further, the control means 20 is provided with a counting means 31 capable of counting the number of times the state M4 and conditions other than the state M4 are repeatedly generated within a predetermined time TA. Has a function of changing and controlling to increase the reverse time or reverse distance according to the state M4. The predetermined time TA is about 3 to 5 seconds, preferably 3 seconds, and the predetermined number of times is 3 times. In the state M4, when the signal from the
ところで、本体1を障害物の引っ掛りから離脱・回避走行するためのコツとして、一旦引っ掛りが発生した場合の後進動作時に多少ホースを振って本体1の向きが変わるようにすれば更に離脱・回避しやすくなり、前進させるためのホース4の引張り方向を変えることも有効であることは言うまでもない。前述の後進時間(距離)を伸ばすことでホース4の引っ張り方向が変わる効果や、使用者がコツを身に着けて巧み的にホースを裁いて障害物からから回避できるようになることも期待できる。
By the way, as a knack for detaching and avoiding the
更に走行ローラ10等に操舵手段を設けて、障害物検知手段23で障害物を検知した方向と異なる方向(本体1前面左右に配置された2つのバンパの内何れか一方が障害物を検知した場合その他の方向)へ本体1が後進可能に構成すれば、更に障害物からの離脱・回避性能が向上することは言うまでもない。
Further, a steering means is provided on the traveling
以上のように本発明によれば、コタツや机・椅子等の家具に引っ掛りが発生した場合に使用者が本体のそばまで行って手や足で本体を移動させて引っ掛りの原因となっている障害物から離脱させる煩わしさを無くすことができる。通常の本体引き回しでの疲労感(使勝手の悪さ)を解消できだけでなく、引っ掛りが発生しているにも関わらず駆動モータを無理に駆動することも防止でき、走行ローラの空転音等により違和感・不快感や、更に駆動モータの拘束状態での通電によるモータや駆動力伝達系の強度・耐久性も確保可能な快適な自走機能を備えた電気掃除機を提供できるものである。 As described above, according to the present invention, when the furniture such as a kotatsu, a desk, or a chair is caught, the user goes to the side of the main body and moves the main body with hands or feet, causing the hook. It is possible to eliminate the annoyance of leaving the obstacle. Not only can the fatigue (unusability) of normal body routing be resolved, it can also be prevented from forcibly driving the drive motor in spite of the occurrence of catching. Therefore, it is possible to provide a vacuum cleaner having a comfortable self-propelled function that can ensure a sense of incongruity, discomfort, and strength and durability of a motor and a driving force transmission system by energization in a restrained state of the driving motor.
尚、本発明の実施の形態では引張り検知手段としてスイッチ手段を用いているが、例えば圧電ゴムやストレインゲージ等を使用して使用者による引張り力をリニアに検知しても良い。検知した信号をマイコン等でソフト処理することで、使用者の操作力・操作速度を推定することも可能となり、更に使用実感に合った自走制御が可能となろう。 In the embodiment of the present invention, the switch means is used as the tension detecting means. However, for example, the tensile force by the user may be detected linearly using a piezoelectric rubber, a strain gauge or the like. By processing the detected signal with a microcomputer or the like, it is possible to estimate the user's operation force and operation speed, and further, it will be possible to perform self-running control that matches the actual feeling of use.
更に、障害物検知手段は非接触式の超音波センサや光学式測距センサ等を用いても良い。電気掃除機本体が障害物に接触するまえに回避動作するように制御可能となり、快適性が向上する。又障害物検知手段は電気掃除機本体前方以外の構造上・配置上引っ掛りが発生し易い本体部位や、前後左右方向全てに配置しても良い。 Further, the obstacle detection means may use a non-contact ultrasonic sensor, an optical distance measuring sensor, or the like. Control can be performed so that the main body of the vacuum cleaner avoids the obstacle before it comes into contact with an obstacle, and comfort is improved. Further, the obstacle detection means may be arranged in the main body part where the structure is likely to be caught in the structure and arrangement other than the front of the main body of the vacuum cleaner, or in all the front, rear, left and right directions.
以上のように本発明は、引き回し労力を低減する高付加価値・高機能な床移動型電気掃除機や、更には使用者の移動に合わせて追従する機器にも有用な技術である。 As described above, the present invention is a technique useful for a high value-added and high-function floor moving type vacuum cleaner that reduces the routing effort, and also for a device that follows the movement of the user.
1 電気掃除機本体
4 ホース
10 走行ローラ
14 駆動モータ
20 制御手段
21 バンパ
23 障害物検知手段
26 引張り検知手段
DESCRIPTION OF
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